邱玉芳 梁 睿
武汉正华建筑设计有限公司， 湖北 武汉 430024
摘 要:在高层建筑结构设计中，剪力墙结构的使用对于提升整体建筑的稳定性有非常大的帮助。高层住宅建筑结构的稳定性直接关系到整体建筑的安全，应用剪力墙结构，能使建筑在水平和垂直方向的荷载承受力得到有效保证，进而使住宅的安全性得到提高，所以，在高层住宅建筑结构设计中，应加强对剪力墙结构应用的有效研究。
关键词:建筑结构设计 ；高层住宅 ；剪力墙结构
1 剪力墙结构概述
1.1 含义
剪力墙结构主要是指能承受建筑在地震、风力等因素的影响下产生的水平荷载力的墙体结构。在建筑结构中应用剪力墙，主要是为了抵抗建筑水平剪力的影响，使住宅建筑的稳固性得到良好的保证。这种结构的材料一般都是钢筋混凝土，抗侧刚度较大，在高层建筑结构设计中应用较为广泛。剪力墙结构可承受垂直和水平2 个方向的受力，因此在建筑结构设计中主要就是满足这2 个方向上受力的要求，由于材料是钢筋混凝土，在抗震性和刚度上也较好。
1.2 结构种类
（1）是指墙面在整体上没有开洞口，或者开口的面积非常小，大概只占到整体墙面的15%，这样的结构属于整体墙。另外，墙面存在开口，开口之间的间距比最大开口的长边要大，同时开口与墙边的距离也比最大开口长边大，开口的存在对于墙的整体影响不大，属于小开口整体墙。（2）当剪力墙面上的开口非常大时，剪力墙的墙肢相应就较短，连梁的刚度与墙肢的刚度基本相同，这样结构的受力就与框架结构比较相同，能抗风抗震，属于壁式框架剪力墙。（3）墙面开口非常大，连梁的刚度比墙肢小，这时剪力墙的抗剪力就会受影响，将多个单独这样的墙肢组合在一起， 与连梁共同承受风荷载或者地震荷载，属于联肢墙。
2 剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的受力及设计原则
剪力墙结构在宽度和高度上尺寸较大，但是厚度一般要小于普通墙体，其结构比较类似板，主要区别在于板是通过弯曲构件对受力进行计算，而剪力墙是利用压弯构件对受力进行计算。所以，在进行建筑结构设计时，需充分考虑差异。剪力墙墙肢的长度具有一定的特点，如果墙肢截面高度和厚度的比值不大于4，结构设计需按照框架式。而如果比值大于8，结构设计就使用一般剪力墙。比值处在两者之间时，结构设计使用短肢剪力墙。剪力墙结构整体通常由纵向、横向剪力墙和梁板共同构成，受力主要有2 种：（1）垂直方向的荷载，包括剪力墙自身重力、梁板恒载及活载、垂直地震力作用 ；（2）水平方向的荷载，包括风力及水平地震力。
3 高层住宅建筑结构设计中剪力墙结构的应用
3.1 墙肢的平面设计
在建筑结构设计中应用剪力墙结构包括多方面的内容，其中最基本的就是墙肢的平面设计。为保证剪力墙结构的建设质量，在对墙肢平面进行设计时，设计人员应结合建筑结构平面的功能需求，对其进行科学的设计，使结构的稳定性得到保证，这样才能更好地抗震、抗风力。（1）墙肢平面的设计需保证结构的质量中心和刚度中心都在标准的范围内， 尽可能使楼层之间的位移比减小，使结构的坚固性得到有效的提高。（2）墙肢的平面设计需保证是双向的，如果是单向，结构的抗震性就会受到限制，而且结构的稳固性也较差，双向设计墙肢平面，结构才会进一步稳固。（3）由于是高层住宅建筑结构设计，在剪力墙的墙肢平面设计中，需使剪力墙之间保持对齐排列的状态，结构之间形成整体的抗风抗震水平体系，使结构的效果得到更充分的发挥。
3.2 墙肢的竖向设计
对墙肢的设计除了平面方向，还包括竖向的设计，在设计竖向墙肢结构时，需注意以下要点 ：（1）设计人员需遵循上下对齐原则，墙肢的竖向对齐符合力学的要求，能使剪力墙结构的稳定性更高，可承受水平方向的荷载力增大，为后期的施工建设也带来便捷 ；（2）设计人员在设计剪力墙的开洞口时，楼层之间的剪力墙开洞口在位置上需保持一致，使结构的传力可更加标准，这样对于有关数据的计算也较为便利 ；（3）墙肢竖向设计时如果遇到结构较为复杂的情况，设计人员需结合建筑结构的整体特点和施工建设的具体内容进行科学的规划设计，防止剪力墙结构应用的效果得不到体现。
3.3 边缘构件的设计
剪力墙结构的变形问题与边缘构件的设计有较大的联系，为能使剪力墙结构在建筑结构中更好地发挥作用，结构设计过程中，需掌握边缘构件的设计要求及设计技巧。由于剪力墙结构的种类不同，在墙面开口的两侧和墙体的两端都需设计相应的边缘构件，以便使剪力墙结构的抗变形能力得到加强，这样结构抗震、抗风就有很好的效果。在开展设计工作时，对建筑结构抗震性的不同、墙肢轴压比的不同等进行细致研究，然后设计相应的边缘构件。通常使用较多的是构造型和约束型的边缘构件，高层建筑结构设计按照具体的工程要求，需设计符合实际情况的边缘构件，对其配筋和尺寸进行科学确定。
3.4 连梁设计
在剪力墙结构中，连梁是重要的组成部分，连梁设计的效果会影响剪力墙结构的整体效果，因此，建筑结构设计中，对连梁要进行合理的设计。连梁的脆性较大，如果建筑结构受风力和地震的影响，连梁很容易被破坏，所以在进行结构设计时，需注意连梁的延性问题，设计延性弯曲破坏模式结构，使结构的整体延展性较好，保证连梁的各部分受力均匀。另外，配筋的设计需进行计算，连梁的配筋需找到适宜的钢筋，如果连梁的跨高比不超过2.5，设计时为使延性得到提升，可采用集中对角斜筋或交叉斜筋的方式。
3.5 水平和垂直方向的钢筋设计
对剪力墙结构水平和垂直方向上的钢筋进行设计主要包括2 方面 ：（1）对于有关数据的计算，剪力墙墙肢偏心受拉和受压正截面、斜截面的承载力等，结合计算的有关数据，对钢筋的性能和质量进行考量，选择适宜的钢筋，以使结构在不同方向上的受力均匀；（2）通常剪力墙结构的材料都是钢筋混凝土，受混凝土材料特点的影响，剪力墙结构可能会容易出现开裂问题，从而影响剪力墙结构的效果，因此，在结构设计时，对于混凝土的配合比及强度需进行合理的设置， 同时对不同方向上的钢筋设计也要相应进行改善，可使用较细的钢筋，对其配筋率进行增加，且使其分布均匀，从而增强剪力墙的稳固性，这样结构在水平和垂直方向上的荷载承受力都能得到有效的提升。
3.6 结构参数设计
高层建筑结构设计中，由于建筑物需承受较大的荷载力，因此，在应用剪力墙结构进行设计时，需对结构的有关参数进行充分的考量及合理的控制，以确保建筑结构设计的有效性。对于结构参数的设计，需考虑建筑物的位移、比例等问题， 保证剪力墙结构的科学应用，这样建筑结构的整体就会更加规范协调。
结束语：
总而言之，在如今的社会环境下，我国城市不断发展建设， 可使用土地资源面积逐渐减小，住宅建筑工程的建设主要以高层为主，而这样的建筑工程对结构整体的稳定安全性有更加严格的要求，需在结构设计时充分的考量。剪力墙结构由于其自身的优势特点，在高层建筑结构设计中得到了较为广泛的应用，在结构设计的过程中，需对设计的要点和设计的内容进行合理的规划，使剪力墙结构能在整体的建筑结构中得到良好的作用体现，保证建筑结构的质量。
参考文献：
[1]钟 迅. 剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述 [J]. 建材与装饰，2017（15）：102–103.
[2]郑 鹏. 剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述 [J]. 科技创新与应用，2017（3）：248.
[3]王振宏. 剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用 [J]. 建材与装饰，
2018（10）：104–105.
[4]王显都. 剪力墙结构在高层住宅建筑结构设计中的应用论述 [J]. 建筑工程技术与设计，2018（12）：1284.